[发明专利]一种一步制备α-ZrP/TiO2/SiO2复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于α-ZrP/TiO₂/SiO₂复合材料领域，特别涉及一种一步制备α-ZrP/TiO₂/SiO₂复合材料的方法。

背景技术

α-磷酸锆(α-ZrP(α-Zr(HPO₄)₂·H₂O))是一种层状结构化合物，性能稳定、易于进行分子设计，可根据目标反应对催化剂的催化活性中心、稳定性等方面的要求进行催化剂分子设计得到以α-ZrP层状催化材料为主体的复合材料。还可根据α-ZrP复合材料所表现出的催化活性、选择性、稳定性等，调整组成该复合材料的主体和客体，以满足目标反应的需要。

目前，制备α-ZrP复合材料的研究方法大都是合成与插层分两步进行，即首先通过一定方法制备得到α-ZrP，再对其进行剥离处理使层间距增大，再将目标客体分子进行插层，经后处理得到α-ZrP复合材料。例如专利CN101720787B提供了一种载银磷酸锆/纳米二氧化钛复合抗菌剂的制备方法：先用磷酸盐或磷酸与可溶性锆盐反应生成磷酸锆，将磷酸锆洗涤后配制成10-60％的悬浮液，然后在体系中加入硝酸银，陈化2～36小时后加入钛盐，待钛盐加完后再添加硅酸脂或硅溶胶，最后再添加硝酸银，陈化1～24小时后，通过过滤和高温煅烧，即得。尽管该方法制备的抗菌剂抗菌性能优越，但制备时间长，工艺过程繁琐，仍然需要进行优化及改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种一步制备α-ZrP/TiO₂/SiO₂复合材料的方法，与传统工艺相比，其采用一步法水浴制备，工艺简单，操作方便。同时采用水溶性六氟钛酸盐和六氟硅酸盐替代了旧工艺中的氢氟酸，从而在设备上可以选择玻璃、搪瓷设备，节约成本。

一种一步制备α-ZrP/TiO₂/SiO₂复合材料的方法为：分别将水溶性锆盐、磷酸源、水溶性六氟钛酸盐及水溶性六氟硅酸盐按照摩尔比Zr/P/Ti/Si＝1∶(20～80)∶(0.1～10)∶(0.1～10)混合，配成水溶液；在70～100℃加热后经离心、洗涤、冷却干燥制备得到α-ZrP/TiO₂/SiO₂复合材料。

其中，

水溶性锆盐为ZrOCl₂、ZrOSO₄或者ZrO(NO₃)₂中的至少一种；

磷酸源为H₃PO₄、NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、K₂HPO₄、KH₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄或者NH₄H₂PO₄中的至少一种；

水溶性六氟钛酸盐为六氟钛酸锂、六氟钛酸钠、六氟钛酸钾或者六氟钛酸铵中的至少一种。

水溶性六氟硅酸盐为六氟硅酸锂、六氟硅酸钠、六氟硅酸钾或者六氟硅酸铵中的至少一种。

加热时间为15-90min。

反应制备的α-ZrP/TiO₂/SiO₂复合材料中α-ZrP与TiO₂的摩尔比为10∶1～1∶10。

反应制备的α-ZrP/TiO₂/SiO₂复合材料中α-ZrP与SiO₂的摩尔比为10∶1～1∶10。

反应制备的α-ZrP/TiO₂/SiO₂复合材料中SiO₂与TiO₂的摩尔比为100∶1～1∶100。